人體熱舒適機(jī)理及應(yīng)用.pdf

1、環(huán)境溫度的變化是如何影響人體熱平衡、熱感覺的?熱中性溫度區(qū)是否存在?劃分是否合理等現(xiàn)實(shí)而客觀的問題都需要解決。然而由于暖通空調(diào)等單一學(xué)科的局限性，使得環(huán)境因素對人體熱感覺和健康的影響關(guān)系及其機(jī)理還沒能得到有效揭示，不能為創(chuàng)造健康舒適的熱環(huán)境提供有說服力的基礎(chǔ)。 本文的重要特征是：走出以往暖通空調(diào)局限在工程領(lǐng)域研究的圈子，與醫(yī)學(xué)結(jié)合，將不同環(huán)境溫度下人體生理變化聯(lián)系起來考慮，結(jié)合動物實(shí)驗(yàn)從人體生理學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)角度對不同環(huán)境下人體

2、熱舒適進(jìn)行全新的機(jī)理性研究。本研究通過人體熱舒適調(diào)查、動物實(shí)驗(yàn)和人體生理實(shí)驗(yàn)，對中國地域內(nèi)的人體熱舒適以及熱舒適機(jī)理進(jìn)行研究和探討。通過對人體熱舒適的深入研究，揭示了熱環(huán)境中動物和人體生理參數(shù)與環(huán)境變化之間的相互關(guān)系。本研究可以為創(chuàng)造適應(yīng)人體生理需求的健康、舒適的環(huán)境和行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)，也能對能源的合理利用、建筑節(jié)能等方面將產(chǎn)生積極的作用。因此本研究具有重要的理論價(jià)值，其成果也是獨(dú)具創(chuàng)新性的。本文主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：

3、 (1)通過對長沙和上海進(jìn)行的短期熱舒適調(diào)查，研究了中國地區(qū)熱中性溫度的情況。結(jié)合他人在北京和天津進(jìn)行的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)這四個(gè)城市的夏季熱中性溫度都超出了ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)范圍。從節(jié)能和舒適的角度看，我國的暖通空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)不能直接套用ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)該制定和遵循符合中國人自身特點(diǎn)的熱舒適規(guī)范。(2)在鎮(zhèn)江和上海工廠內(nèi)進(jìn)行熱舒適調(diào)查，研究室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱感覺、勞動效率的關(guān)系。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，工廠內(nèi)秋冬季節(jié)熱中性溫度為19.0℃Top

4、，低于一般辦公室內(nèi)的情況。員工在中性溫度環(huán)境下工作時(shí)不一定能保持較高的工作效率，在熱感覺為稍微涼爽的環(huán)境下，員工的工作效率最高；稍微暖和的環(huán)境下，員工的工作效率也會高于中性環(huán)境的效率。利用灰色系統(tǒng)對實(shí)際現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度在適宜范圍內(nèi)時(shí)，工作區(qū)域內(nèi)保持良好的空氣品質(zhì)可以使員工維持較高工作效率。 (3)通過在上海地區(qū)自然通風(fēng)建筑內(nèi)開展的長達(dá)20個(gè)月的適應(yīng)性熱舒適長期調(diào)查研究，得到了上海地區(qū)適應(yīng)性熱舒適模型，

5、并且采用諧波分析的方法建立了上海地區(qū)熱中性溫度諧波預(yù)測模型。通過與其它學(xué)者研究結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)由于各地氣候條件、種族、生活習(xí)慣等各不相同，上海與世界上不同地區(qū)的適應(yīng)性熱舒適模型確實(shí)存在著差異。各國應(yīng)該研究適合自身特點(diǎn)的熱舒適指標(biāo)，空調(diào)運(yùn)行舒適(中性)溫度不應(yīng)該簡單的按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，而應(yīng)該根據(jù)各個(gè)國家、各個(gè)地區(qū)的氣候、人員等特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。 (4)進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)，觀測不同環(huán)境溫度下大鼠肌肉放電頻率、DOPAC變化量和體溫變化，研究環(huán)境

6、溫度變化對大鼠的影響。結(jié)合大鼠肌肉放電、DOPAC含量、體溫變化等研究結(jié)果，可以知道存在著一個(gè)熱適宜溫度區(qū)(27.0～28.0℃)，此時(shí)大鼠肌肉放電活動很弱，DOPAC含量水平和體溫的變化幅度最低。說明此時(shí)大鼠與周圍環(huán)境達(dá)到熱交換平衡狀態(tài)，即使環(huán)境溫度在此溫度范圍內(nèi)變化也不引起體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)做出反應(yīng)或進(jìn)行調(diào)整。從中可以推斷，同為哺乳動物的人類也存在著同樣的溫度區(qū)域，這個(gè)環(huán)境溫度區(qū)域可認(rèn)為是人體熱舒適研究中的熱適宜(舒適)溫度區(qū)。

7、(5)進(jìn)行了人體生理實(shí)驗(yàn)，研究不同溫度下人體神經(jīng)興奮狀態(tài)、新陳代謝率等生理參數(shù)的變化，探討利用HRV判斷人體熱感覺的可行性。通過分析和對比受試人員在偏冷環(huán)境(自然通風(fēng))和舒適環(huán)境(空調(diào))內(nèi)HRV的變化，可以看到在舒適環(huán)境內(nèi)反映迷走神經(jīng)對心率起調(diào)控作用的相對水平指標(biāo)HFnormal升高(P＜0.05)；反映交感神經(jīng)對心率調(diào)控作用的相對水平指標(biāo)LFnormal降低(P＜0.05)；反映交感/迷走平衡狀態(tài)的指標(biāo)LF/HF降低。實(shí)驗(yàn)表明與稍冷環(huán)